Alquimia

Habilidades para Desarrollar

• Distinguir las propiedades físicas de las propiedades químicas
• Comprender la diferencia entre mezclas homogéneas y heterogéneas

Si todo está hecho de los mismos 4 elementos en diferentes proporciones, tal vez pueda ajustar las proporciones de los elementos a través de diversos procesos y cambiar un material en otro. A esto se le llamó transmutación. En particular, la gente quería cambiar los metales económicos en oro.

Se conocían ejemplos de un material convirtiéndose en otro. Por ejemplo, hay un mineral rojizo llamado cinabrio, y si lo calientas, obtienes mercurio líquido plateado. Curiosamente, si lo calientas de nuevo, obtienes otro sólido rojo. Lo explicaremos pronto en términos químicos (¡es un cambio químico!) pero parecía una prueba de principio para la transmutación, con una sustancia convirtiéndose en otra.

También, algunas personas afirmaron poder hacer oro. El problema aquí era que no estaban distinguiendo entre una sustancia pura y una mezcla. Una sustancia pura está compuesta por un solo tipo de molécula. El oro (teóricamente) es una sustancia pura: no sólo una sustancia pura, sino un elemento puro. No obstante, se pueden hacer compuestos que se parezcan un poco al oro, que sean amarillos y brillantes, mezclando diferentes metales, como el cobre y el estaño. A eso lo llamamos una mezcla (o más específicamente una aleación, que es una mezcla de metales).

Un compuesto es una sustancia que contiene múltiples elementos. El agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno. No obstante, el agua es una sustancia pura, porque cada molécula de agua es la misma. El aire es una mezcla, no una sustancia pura, porque contiene diferentes tipos de moléculas, algunas de las cuales son compuestos, como el dióxido de carbono, que es un compuesto de carbono y oxígeno. La diferencia entre un compuesto y una mezcla es que en un compuesto siempre se tiene la misma proporción de los elementos: en dióxido de carbono, la relación está ahí en el nombre: un átomo de carbono, dos átomos de (di) oxígeno. El dióxido de carbono es CO ₂. En una mezcla, la proporción puede variar. El aire contiene moléculas de nitrógeno (N ₂) y oxígeno (O ₂) y muchos otros componentes, y una muestra de una sala de conferencias y una muestra de un bosque probablemente tendrían proporciones ligeramente diferentes.

Los alquimistas no siempre distinguían entre mezclas y compuestos o elementos puros, por ejemplo oro vs bronce (una aleación de cobre y estaño). Podemos distinguir diferentes materiales mediante el uso de las propiedades de los materiales. Las propiedades son cosas como a qué temperatura se derrite, si se disuelve en ácido, y así sucesivamente. Podemos distinguir propiedades físicas y químicas. El punto de fusión es una propiedad física, y la solubilidad en ácido es una propiedad química.

Los alquimistas desarrollaron muchas de las técnicas de química que todavía utilizamos. Por ejemplo, una mezcla heterogénea de un sólido y un líquido, como azúcar en aceite, podría separarse por filtración. Si tienes una solución, como el azúcar en el agua, eso es homogénea, porque todo el azúcar se ha disuelto, no puedes filtrarla. En cambio, podrías dejar que el agua se evapore lentamente hasta que crezcan grandes cristales. (A eso lo llamamos rock candy en inglés.) Este proceso se llama recristalización, y se utiliza para purificar sólidos. Para purificar líquidos, se puede utilizar la destilación, que se basa en diferentes puntos de ebullición: calentar a una temperatura donde un componente hierva y el otro no, y recoger el vapor. La sublimación es similar: algunos sólidos se vaporizarán con calor, y luego pueden ser recolectados del vapor sobre una superficie fría, donde solidifican.

En general, los alquimistas a veces eran excelentes experimentalistas, y definitivamente pasaban tiempo “en el laboratorio”. Sin embargo, sus explicaciones y razones de creencias pueden parecer extrañas desde una perspectiva moderna. Por ejemplo, si una teoría tuviera paralelismos con eventos religiosos cristianos, eso podría considerarse evidencia de que era correcta. La otra cosa “no científica” de su práctica era que a menudo reportaban resultados de una manera que se pretendía confundir al lector, si reportaban los resultados en absoluto, y muchas veces miraban a los textos antiguos como una autoridad, incluso cuando no había evidencia de que los autores hubieran logrado algo. Por último, los objetivos que eligieron fueron muy ambiciosos, así que en lugar de tratar primero de mirar las preguntas más simples, para obtener respuestas claras, utilizaron muchos procedimientos complicados y obtuvieron resultados que son difíciles de explicar incluso ahora.

Resumen

La transmutación implica cambiar un material por otro ajustando las proporciones de los elementos a través de diversos procesos. Una sustancia pura tiene una composición química de solo un tipo de molécula. Un compuesto es una sustancia que contiene 2 o más tipos de átomos unidos químicamente entre sí. Las mezclas tienen dos o más sustancias físicamente combinadas, lo que significa que cada componente conserva su composición química y propiedades. Los componentes de una mezcla heterogénea no se combinan uniformemente mientras que los componentes de una mezcla homogénea lo son. Las propiedades físicas de una sustancia se pueden observar sin cambiar su composición química (es decir, color, volumen, punto de fusión) mientras que sus propiedades químicas se observan a través de cambios químicos (es decir, quema, oxidación).

Enlace exterior

• MissBettsChem: Mezclas homogéneas y heterogéneas (8 min)

Colaboradores y Atribuciones

• Emily V Eames (City College of San Francisco)